Чтобы обеспечить свой дом надёжной защитой в случае попадания в него электрического заряда во время грозы, необходимо построить молниеотвод. Стоимость монтажа грозозащиты довольно дорога, поэтому в этой статье расскажем, как сделать её своими руками.
Молниеотводом называют металлическую конструкцию, предназначенную служить защитой сооружения в случае электрического разряда во время грозы. Молниеотвод изготавливается из трёх основных частей: самого приёмника заряда, электрического проводника и контура, расположенного в земле.
Немного теории
Теоретически, защита от удара молнии представляется в виде длинного проводника электрического тока, возвышающегося одним концом над самой высокой точкой постройки и передающего полученный заряд в землю.
Кроме непосредственной защиты конкретного здания, молниеотвод помогает соседним более низким постройкам на некотором расстоянии от себя. Зона защиты выглядит, как конус высотой на 15% ниже верхней точки с основанием радиусом 1,73 от высоты.
На основании этих теоретических предпосылок и рассчитывается необходимая высота поднятия стержня грозозащиты над зданием. Эти же цифры используются для расчёта высоты расположения тросового варианта защиты, только вместо конуса строится треугольник с основанием равным 1,67 высоты.
Площадь сечения проводника и стержня для устройства молниеотвода не выше 50 м выбирается большей 80 мм2. В качестве материалов применяются: трубы с цинковым покрытием Д 25 и более, стальной круглый профиль диаметром не менее 12 мм, полосы стальные 4х40, металлический трос диаметром более 14 мм.
Для лучшей сопротивляемости порывам ветра стержни могут выполняться из частей разного диаметра (диаметр увеличивается книзу), а растяжки дополнительно укрепляются промежуточными точками крепежа.
Монтаж стержня
Для надёжной работы в течении длительного времени без обслуживания и ремонта разработано несколько способов выполнения и монтажа защищающего от грозы стрежня. Лучшими местами крепления считаются: углы строения, фронтоны, стены. Иногда стержни закрепляют на вкопанных в землю столбах.
С целью уменьшения расхода материала и общего облегчения конструкции, верхний сегмент шпиля выполняется из прутка, а все остальные из труб. Длина каждого сегмента определяется жёсткостью материала и его потенциальному сопротивлению динамическим нагрузкам от порывов ветра. Средние значения длин приводим ниже:
• Для труб Д 25 – до 5,5 м;
• Для труб Д 32 – до 8 м;
• Для труб Д 40 – до 11,5 м.
Длина свободного стержня над верхней точкой крепления не должна превышать 14 м (для всех материалов). Высокие стержни лучше укреплять тремя растяжками с углом между ними 120 град и креплением ниже 15% от общей высоты. Толщина растяжек – не менее 3,5 мм. Для закрепления в грунте применяются костыли из стального уголка.
Виды расположения молниезащиты кровли
Отдельные части стержня грозозащиты между собой соединяются фланцевыми соединениями. Суммарное сечение болтов выбирается из расчёта более 1,4 сечения трубы. Кроме фланцевого соединения, может использоваться сварное с укреплением стальной полосой.
В случае установки стержня молниеотвода на цементной стяжке или другом твёрдом основании, то лучший вариант установки – использовать трубу меньшего диаметра, забитую в землю на глубину более 15% от высоты стержня. На выступающий на 0,5 – 0,7 м конец надевается сам молниеотвод с заранее приваренными опорами. В случае отсутствия твёрдого основания для установки, заливается фундамент глубиной 5 – 7% общей высоты стержня. Масса фундамента – более 35 кг на метр длинны стержня.
В качестве молниеотвода для зданий большого размера предпочтительней выглядит вариант с тросом. Конструкция выглядит как стойки, расположенные на противоположных фронтонах, между которыми натянут трос. Высота натяжки троса выбирается исходя из теоретических расчётов защиты. Диаметр троса выбирается в зависимости от длины и может быть:
• До 20 м – 12 мм;
• До 35 м – 14 мм;
• До 50 м – 16 мм.
Для натяжения тросов применяются винтовые натяжки, а стойки укрепляются подкосами, закреплёнными жёстко к коньку. Если длина здания превышает 15 м, то для жёсткости конструкции ставятся дополнительные стойки между основными. Трос пропускается через приваренное металлическое кольцо на конце стойки.
В случае недостаточной жёсткости крепления стоек трос можно опустить с крыши и закрепить на других конструкциях. Стойки в данном случае примут на себя только вес троса.
Для устройства натяжной конструкции грозозащиты, допускается заменять трос стальной проволокой с цинковым покрытием. Такая замена уменьшает финансовые затраты. Конструктивно защита представляет протянутую над фронтонами, коньком и карнизами стальную проволоку на высоте 0,3 – 0,4 м.
Все отдельные участки проволоки сваривают, площадь сечения сварочного соединения в три раза должна превышать сечение проводника. Тросы к стойкам прикрепляют зажимами с помощью болтов (2 болта на точку крепления). Допускается составление проводника из нескольких частей без сварки, в таком случае используются чалки с перехлёстом более 1,5 м.
Проводники и контур
Заземляющий контур нужен для равномерного растекания электрического тока в грунте. В качестве материала для изготовления контура применяется металлическая полоса сечением 4х40 или катанка диаметром 14 мм. Качественная система грозозащиты имеет сопротивление 2 – 4 Ома, которое замеряется между дальней точкой молниеотвода и точкой соединения проводника с контуром.
В основе заземляющего контура лежит треугольник, образованный вбитыми в землю на 2,5 м вертикально электродами из стального уголка 50х50 мм. Расстояние между электродами – более 2 м. Выступающие концы соединяют полосой или катанкой методом сварки. Глубина залегания контура – 0,3 – 0,4 м.
Самодельный контур желательно протестировать специалистами электриками. В случае высокого сопротивления току для растекания, следует добавить электроды.
